基于双级联时间延迟滤波器的主动功率滤波器控制方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及电能质量治理，具体涉及基于双级联时间延迟滤波器的主动功率滤波器控制方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、主动功率滤波器是治理电网谐波污染的装置，通过向并网点注入补偿电流，抵消非线性负载注入电网的谐波电流，使电网电流趋于正弦。补偿电流的生成依赖于谐波参考电流的提取，即从非线性负载电流中分离出基波正序分量，以剩余部分作为谐波参考电流。

2、在谐波参考电流的提取过程中，需要估计并网点电压的频率与相位，据此完成坐标变换并确定补偿电流的注入相位。提取谐波参考电流的滤波环节、以及频率与相位的估计环节，通常在数字处理器中以离散形式实现，其滤波特性由一组时延参数决定。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，本发明提供基于双级联时间延迟滤波器的主动功率滤波器控制方法、系统、设备及介质。

2、因此，本发明解决的技术问题是：如何解决在电网频率宽范围波动的场景下，固定参数的谐波参考电流提取方式因滤波频点偏离漂移后的谐波频率而导致提取失准，且谐波参考电流提取所依赖的滤波时延参数在数字实现中遭篡改时无法被察觉、亦无修正手段的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于双级联时间延迟滤波器的主动功率滤波器控制方法，其包括，

4、对并网点电压进行级联时滞滤波，得到电压正序分量，由所述电压正序分量估计得到电网频率；

5、以所述电网频率更新级联时滞滤波的时延参数，在更新后的所述时延参数下对非线性负载电流进行级联时滞滤波，得到正交信号，由所述正交信号合成所述非线性负载电流的正序分量；

6、从所述非线性负载电流中剔除所述正序分量，得到参考电流，根据所述参考电流控制所述主动功率滤波器向所述并网点注入补偿电流。

7、作为本发明所述的基于双级联时间延迟滤波器的主动功率滤波器控制方法的一种优选方案，其中：所述对非线性负载电流进行级联时滞滤波，包括：

8、对所述非线性负载电流进行两级时滞陷波处理，所述两级时滞陷波处理分别针对不同的谐波次数；

9、每一级时滞陷波处理的延迟时长按所针对的谐波次数确定，在所针对的谐波次数处对所述非线性负载电流形成陷波。

10、作为本发明所述的基于双级联时间延迟滤波器的主动功率滤波器控制方法的一种优选方案，其中：所述得到正交信号，由所述正交信号合成所述非线性负载电流的正序分量，包括：

11、取经所述级联时滞滤波陷除谐波后的信号、以及所述陷除谐波后的信号经延迟后相位正交的延迟信号，共同构成所述正交信号；

12、对所述正交信号进行对称分量变换，从所述正交信号中提取沿正序旋转方向的分量，得到所述正序分量。

13、作为本发明所述的基于双级联时间延迟滤波器的主动功率滤波器控制方法的一种优选方案，其中：所述对所述正交信号进行对称分量变换，包括：

14、在所述对称分量变换中，将所述正交信号的两路信号交叉耦合；

15、所述交叉耦合使所述正交信号中沿正序旋转方向的分量同相叠加、沿负序旋转方向的分量反相相消，从所述正序分量中抑制所述负序分量。

16、作为本发明所述的基于双级联时间延迟滤波器的主动功率滤波器控制方法的一种优选方案，其中：所述由所述电压正序分量估计得到电网频率，包括：

17、根据所述电压正序分量估计得到所述电网频率、确定所述电压正序分量的相位角；

18、按所述相位角将所述补偿电流注入所述并网点。

19、作为本发明所述的基于双级联时间延迟滤波器的主动功率滤波器控制方法的一种优选方案，其中：所述按所述相位角将所述补偿电流注入所述并网点，包括：

20、以与对所述非线性负载电流进行的级联时滞滤波并行运行的数字孪生，依据所述级联时滞滤波的时延参数与所述电网频率，给出所述级联时滞滤波在所述电网频率处的理论相位；

21、以所述级联时滞滤波的实际相位与所述理论相位的相位偏差回校所述相位角，按回校后的所述相位角将所述补偿电流注入所述并网点。

22、作为本发明所述的基于双级联时间延迟滤波器的主动功率滤波器控制方法的一种优选方案，其中：所述从所述非线性负载电流中剔除所述正序分量，得到参考电流，包括：

23、以与对所述非线性负载电流进行的级联时滞滤波并行运行的数字孪生，依据所述级联时滞滤波的时延参数与所述电网频率，给出所述级联时滞滤波在所述电网频率处的理论增益；

24、以所述理论增益校正所述正序分量的幅值，从所述非线性负载电流中剔除幅值校正后的所述正序分量，得到所述参考电流。

25、本发明提供了基于双级联时间延迟滤波器的主动功率滤波器控制系统。

26、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于双级联时间延迟滤波器的主动功率滤波器控制系统，包括：频率估计单元，用于对并网点电压进行级联时滞滤波，得到电压正序分量，根据所述电压正序分量估计得到电网频率、确定所述电压正序分量的相位角，根据所述电网频率更新级联时滞滤波的时延参数；

27、数字孪生单元，用于依据更新后的所述时延参数与所述电网频率，给出对非线性负载电流进行的级联时滞滤波在所述电网频率处的理论相位与理论增益；

28、参考电流生成单元，用于在更新后的所述时延参数下对所述非线性负载电流进行级联时滞滤波，得到正交信号，由所述正交信号合成所述非线性负载电流的正序分量，以所述理论增益校正所述正序分量的幅值，从所述非线性负载电流中剔除幅值校正后的所述正序分量，得到参考电流；

29、补偿控制单元，用于以所述理论相位回校所述相位角，接收所述参考电流，按回校后的所述相位角控制所述主动功率滤波器向所述并网点注入补偿电流。

30、本发明提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的基于双级联时间延迟滤波器的主动功率滤波器控制方法的步骤。

31、本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的基于双级联时间延迟滤波器的主动功率滤波器控制方法的步骤。

32、本发明的有益效果：本发明采用基本构建块经双级联构成的级联时滞滤波，使所述级联时滞滤波在任意延迟下均能保持稳定，不因电网频率漂移而失稳，在电网频率宽范围波动的场景下避免滤波性能退化。

33、本发明以电网频率更新滤波时延参数，使谐波参考电流的提取随电网频率的波动而自适应调整，陷波频点跟随漂移后的谐波频率，谐波参考电流的提取在电网频率宽范围波动时保持准确。

34、本发明借助与级联时滞滤波并行运行的数字孪生，在滤波时延参数遭篡改时察觉相位与幅值的偏离，并回校相位、校正幅值，使补偿电流注入并网点的相位与幅值在遭受篡改时仍保持准确，提升了控制的安全性。

35、本发明经双级联时滞滤波与对称分量变换，在非线性负载不平衡时抑制负序分量，使注入的补偿电流与谐波电流相反，电网电流趋于正弦，维持单位功率因数。